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태양전지는 태양광을 받아 전력을 생산하는 반도체 소자, 즉, 광에너지 를 전기에너지로 변환시켜주는 에너지 변환 소자로서, 개방전압(VOC), 단 락전류(JSC), 곡선인자(...

태양전지는 태양광을 받아 전력을 생산하는 반도체 소자, 즉, 광에너지 를 전기에너지로 변환시켜주는 에너지 변환 소자로서, 개방전압(VOC), 단 락전류(JSC), 곡선인자(FF), 변환효율(conversion efficiency), 양자효율 (quantum efficiency) 등의 지표가 태양전지의 성능을 결정하여 주는 주 요 요소이다. 특히, 태양전지의 성능은 입사광원인 국제규격의 기준광원의 파장 특성 에 따라 전기적 및 광학적 특성에 영향을 받는다. 입사광의 에너지에 따 른 광자 개수가 태양전지 내에서 발생 및 수집되는 전자 개수의 비율인 양자효율이 태양전지의 전기적 및 광학적 특성에 큰 영향을 준다. 이에 따라 300 ~ 1800 nm 의 파장 범위, 5 nm 이하 분해능, 그리고 98 % 의 재현성을 갖는 양자효율 측정장치로 구성하였고, 기준 셀과 비교하여 오 차를 보정하였으며, 공인 기관에 인정받은 양자효율 데이터와 비교한 결 과 0.3 % 이내의 오차를 얻었다. 구성된 양자효율 측정장치를 활용하여 결정질, 비정질, HIT, 유기, 적층형 태양전지 등의 다양한 종류의 태양전 지를 측정할 수 있었다. 한편 결정질 태양전지의 광학적인 특성을 분석하기 위하여, 다결정 실 리콘 웨이퍼 표면에 대면적 reactive ion etching ( RIE ) 장비로 표면 텍 스쳐를 형성한 뒤 태양전지를 제작하였다. 웨이퍼 표면에 텍스쳐를 형성 하는 것은 광학적 손실을 줄이기 위해 일반적으로 사용되는 방법으로 alkaline etching이 사용된다. 그러나 다결정 실리콘 태양전지의 경우 재료의 결정 방향에 따라 에칭되는 alkaline etching은 텍스쳐링의 모양을 제 어할 수 없어 효과적이지 못하다. 이와 달리 플라즈마 에칭방법을 사용하 면 표면 텍스쳐의 모양을 효과적으로 제어하여 조금 더 낮은 반사율을 얻 을 수 있다. 하지만 텍스쳐 모양 조절로 얻은 낮은 반사율로 항상 높은 변환효율을 얻을 수 있는 것은 아니다. 본 연구에서는 대면적 RIE 공정 조건 별로 얻은 태양전지 표면 텍스쳐의 모양에 따라 각각의 반사율과 양 자효율 및 변환효율이 미치는 영향을 살펴보았다. 이빨 모양의 텍스쳐는 광학적 특성이 좋으나 다른 텍스쳐 모양에 비해 전기적 특성에 좋지 않은 영향을 끼침을 알 수 있었다. 이빨 모양과 바늘 모양의 혼합된 형태가 실 제 태양전지에서 얻을 수 있는 효율이 실험에 사용된 샘플들 중 가장 높 다는 것을 확인하였다. 보다 효과적인 태양전지 효율 향상을 위한 표면 텍스쳐 형성을 위해서는 광학적 특성 변화와 전기적 특성 변화가 함께 고 려되어야 할 것이다.

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